技术领域
[0001] 本发明涉及铁路信号设备检测应用技术领域，尤其涉及一种发送器自动化测试系统及方法。
相关背景技术
[0002] ZPW·F‑K型无绝缘发送器（以下简称发送器）通过列控中心给出的编码条件，发送器可产生8种载频、18种低频的高精度、高稳定性的移频信号。设备会对工作时自己发送的移频信号进行自检测，故障时向监测维护终端发出报警信息。采用双机热备冗余方式。
[0003] 目前，检验制造完毕的发送器是否合格，主要由操作人员手动接线，接线完毕后手动控制仪器仪表完成测试。此种测试方法对仪器仪表要求高，人员能力要求高，且由于人工操作，造成测试效率低，测试误差大，劳动强度高，测试范围单一，测试数据需手工抄录，未能实现数据电子化，不利于数据管理及生产数据一致性判断。
具体实施方式
[0015] 为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
[0016] 本发明为一种发送器智能测试系统及实现方法，用于实现对2000K发送器自动测试，并将测试数据进行整理，自动生成测试记录，自动完成数据存储并上传至控制中心。
[0017] 如图1所示，本发明提供一种发送器智能测试系统，包括工业控制计算机1、核心控制单元2、被测2000K发送器3、可控电源4，其中工业控制计算机1的数据端口（CAN端口）连接至被测2000K发送器3的CAN端口，工业控制计算机1的数据端口（232端口）连接至可控电源的通信端口（232端口）；工业控制计算机1与核心控制单元2通过485端口连接，核心控制单元2连接被测2000K发送器3，端口包含功放输出端口、功放输出电平调整端口、CAN地址配置端口、电源端口、载频选择端口、报警输出端口。可控电源4的5V电源输出口线缆连接核心控制单元的电源端子，可控电源的24V电源输出口连接发送器设备的电源输入口；本发明还提供一种发送器智能测试系统的实现方法，包括以下步骤：
1）工业控制计算机1模拟2000K发送器的通信，通过CAN通信，测试被测2000K发送器3的通信接口，同时对CAN地址设置功能检查和测试上传监测数据进判断；
2）工业控制计算机1控制核心控制单元2，配合读取发送器的发送的FSK信号低频
频率指标、载频频率指标、功放输出指标、地址检查、报警电路输出电压指标以及模拟在不同长度电缆线下开路故障的工作状态指标；
3）核心控制单元2为PCB印制板，其内部设计了核心处理模块、继电器切换模块、FSK信号判断模块、电压测试模块、模拟负载模块。如图3所示，核心处理模块通过印制板上的数据总线与继电器切换模块、FSK信号判断模块、电压测试模块连接。继电器切换模块通过端子与 2000K设备的端子连接，继电器切换模块通过印制板上的连接线与FSK信号判断模块、电压测试模块、模拟负载模块连接。
[0018] 核心处理模块为核心控制单元的核心部分为核心处理CPU，型号为STM32F407。其通过485接口实现与工业控制计算机通信，其主要工作为配合工业控制计算机1进行测试。主要实现功能为识别与工业控制计算机1发送的控制命令，控制继电器切换模块将发送器设备自动且正确接入，正确接入后，接收工业控制计算机1发送的命令，实现对应测试。
[0019] 如图4所示，通过端子接口（IO1‑IO28）与发送器设备连接，将发送器设备对应的端子如：1700、2000、2300、2600的载频选择端子；“‑1”、“‑2”的载频类型端子；1ADR1～1ADR6和2ADR1～2ADR6的CAN地址的配置端子；1～5的电平调整端子；以及在不同负载条件下的S1、S2的功放输出配置端子，发送器对外的报警输出端FBJ+、FBJ‑的接入接入继电器切换模块。
同时继电器切换模块通过印制板内的连接线，与核心处理模块连接，由核心处理模块控制图4中的（K1‑K28）实现发送器设备的正确接入，当K1‑K28继电器中的任一继电器线圈输入为24V时，则对应的继电器接点将闭合，通过（IO1‑IO28）将接入的发送器设备端子接入VCC（+24V），当未接入24V时，则对应的继电器将断开，通过（IO1‑IO28）将接入的发送器设备端子接入GND（0V）。继电器切换模块通过印制板内的连接线（S1和S2）与模拟负载模块连接，由核心处理模块控制图4中的K0,实现模拟负载模块中模拟6.5km和10km两种长度电缆的阻抗的接入，当继电器K0的线圈输入为24V时，对应的继电器接点将闭合，通过S1将R1（模拟
6.5km阻抗）接入电路，当继电器K0的线圈未接入为24V时，对应的继电器接点将断开，通过S1将R2（模拟10km阻抗）接入电路。
[0020] FSK信号判断模块如图5所示，接收到FSK信号后，经过信号衰减、信号滤波，进入AD芯片，FPGA芯片实时控制AD芯片读取FSK信号，通过过零检测和鉴频法结合方式实现对FSK信号的解析进行数据判断，判断完毕后将判断结果通过数据总线传输至核心处理模块。
[0021] 电压测试模块采用A/D（模拟数字转换）法进行测量，被测电压滤波后进入ADC（模拟数字转换器）中进行采集，经过计算后得到被测电压值；模拟负载模块采用大功率电阻和电容，模拟6.5km和10km两种长度电缆的阻抗，验证发送器在这两种阻抗条件下的工作状态。
[0022] 本发明的工业控制计算机1操作简便，检测项目按照测试序列自动执行，无需人工干预，从而显著缩短了测量和记录时间，测试时间可减少2/3以上，避免了人为误差，取消了操作人员的劳动参与，自动完成数据存储并上传至控制中心，同时也可通过控制中心进行远程测试。
[0023] 本发明可通过工业控制计算机完成测试的主控工作，实现对2000K发送器的通信冗余功能检查、通信中断功能检查、CAN地址设置功能检查、上传监测数据判断、报警电路输出电压指标测试、低频频率指标测试、载频频率指标测试、功放输出和电源电流测试、模拟10Km电缆开路故障下发送器工作状态指标测试、模拟6.5Km电缆开路故障下发送器工作状态指标测试。
[0024] 本实施例中，编制测试序列，通过模拟列控中心CAN通信协议，控制被测2000K发送器，发送对应的低频和载频信号，结合核心控制单元在不同的条件下测试，对2000K发送器的通信功能进行检测，同时按照2000K发送器的监测协议对通信的监测数据进行数据判断，实现对通信功能、上传数据判断。以上功能测试全部通过工业控制计算机1控制判断完成。
[0025] 通过工业控制计算机控制被测2000K发送器和核心控制单元的继电器切换模块，在正确的条件下，由核心控制单元的FSK信号判断模块、电压测试模块分别实现对报警电路输出电压指标测试、低频频率指标测试、载频频率指标测试。
[0026] 通过工业控制计算机控制被测2000K发送器和核心控制单元的继电器切换模块，在正确的条件下，由核心控制单元的模拟负载模块接入，使用核心控制单元的电压测试模块和FSK信号判断模块，分别实现对功放输出和电源电流测试、模拟10Km电缆开路故障下发送器工作状态指标测试、模拟6.5Km电缆开路故障下发送器工作状态指标测试。
[0027] 测试完毕后，将测试数据进行记录，形成测试报告，同时上传至数据中心。
[0028] 本发明模拟了发送器的真实工作状态，实现了发送器功能和性能的自动化测试。
[0029] 具体实现方法如下：如图2所示，当打开测试界面，点击测试后，工业控制计算机1首先控制打开电源，使整套设备供电，然后向核心控制单元发送自检命令，对核心控制单元进行自检，当自检成功后，开启测试序列。
[0030] 第一组测试序列，进行通信冗余功能检查测试。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的状态下，将功出设置为功出1，发送器输出接标准负载，地址设为单元0，槽号0。然后通过CAN通信接口向发送器发送通信命令，当被测设备发送器在接收到CAN通信条件会实时向工业控制计算机1回复则正确工作信息，同时发送器会按照对应的命令发送FSK信号。控制核心处理模块对发送器输出的FSK信号进行处理，控制核心处理模块对FSK信号处理后，会将判断的数据结果载频频率、低频频率、功出电压、报警输出电压信息通过485接口发送至工业控制计算机1，工业控制计算机1对返回的信息与测试本序列目标数据进行对比判断，若在范围内，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动对发送器8种载频、18种低频进行组合测试，也可对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0031] 第二组测试序列，进行通信中断功能检查测试。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的状态下，将功出设置为功出1，发送器输出接标准负载，地址设为单元0，槽号0。然后中断对发送器的通信命令，当被测设备发送器在无CAN通信条件，外部配置正确条件下时，会进入默认工作状态，发送器会按照默认工作状态发送FSK信号。控制核心处理模块对发送器输出的FSK信号进行处理，控制核心处理模块对FSK信号处理后，会将判断的数据结果载频频率、低频频率、功出电压、报警输出电压信息通过485接口发送至工业控制计算机1，工业控制计算机1对返回的信息与默认工作状态下的目标数据进行对比判断，若在范围内，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动对发送器8种载频、18种低频进行组合测试，也可对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0032] 第三组测试序列，进行CAN地址设置功能检查测试。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的地址状态下，将功出设置为功出1，发送器输出接标准负载。然后通过CAN通信接口向发送器发送通信命令，当被测设备发送器在地址配置条件一致条件下，会按照对应的命令发送FSK信号。控制核心处理模块对发送器输出的FSK信号进行处理，控制核心处理模块对FSK信号处理后，会将判断的数据结果载频频率、低频频率、功出电压、报警输出电压信息通过485接口发送至工业控制计算机1，工业控制计算机1对返回的信息与默认工作状态下的目标数据进行对比判断，若在范围内，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动实现在20种地址条件下，发送器8种载频、18种低频的组合测试，也可选择部分地址对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0033] 第四组测试序列，进行上传监测数据判断。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的地址状态下，发送器输出接标准负载，地址设为单元0，槽号0，然后通过CAN通信接口向发送器发送通信命令，当被测设备发送器在接收到正确命令后，会通过CAN通信向上位机返回通信信息，此通信信息为设备对自身输出的FSK信号的监测信息，工业控制计算机1对返回的监测信息进行判断，若在范围内，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动实现功出1‑5任意条件下，在发送器8种载频、18种低频的组合测试，也可选择功出1‑5选择条件下对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0034] 第五组测试序列，进行报警电路输出电压指标测试、低频频率指标测试、载频频率指标测试。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的状态下，地址设为单元0，槽号0然后通过CAN通信接口向发送器发送通信命令，当被测设备发送器在接收到CAN通信条件会实时向工业控制计算机1回复则正确工作信息，同时发送器会按照对应的命令发送FSK信号。控制核心处理模块对发送器输出的FSK信号进行处理，控制核心处理模块对FSK信号处理后，会将判断的数据结果载频频率、低频频率、功出电压、报警输出电压信息通过485接口发送至工业控制计算机1，工业控制计算机1对返回的信息与测试本序列目标数据进行对比判断，若在范围内，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动实现功出1‑5任意条件下，负载在标准负载和空载条件下，在发送器8种载频、18种低频的组合测试，也可选择功出1‑5选择条件下，对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0035] 第六组测试序列，进行功放输出和电源电流测试。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的状态下，将发送器输出接标准负载，地址设为单元0，槽号0。然后通过CAN通信接口向发送器发送通信命令，当被测设备发送器在接收到CAN通信条件会实时向工业控制计算机1回复则正确工作信息，同时发送器会按照对应的命令发送FSK信号。控制核心处理模块对发送器输出的FSK信号进行处理，控制核心处理模块对FSK信号处理后，会将判断的数据结果载频频率、低频频率、功出电压、上下变频的失真信息，通过485接口发送至工业控制计算机1。工业控制计算机1对在不同的条件下的电源电流进行读取。返回的信息与测试本序列目标数据进行对比判断，发送器当前状态下的工作电流是否正常若在范围内，若符合要求，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动实现功出1‑5任意条件下，负载在标准负载和空载条件下，在发送器8种载频、18种低频的组合测试，也可选择功出1‑5选择条件下，对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0036] 第七组测试序列，进行模拟10Km电缆开路故障下发送器工作状态指标测试。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的状态下，将发送器输出接10Km电缆模拟负载，地址设为单元0，槽号0。然后通过CAN通信接口向发送器发送通信命令，当被测设备发送器在接收到CAN通信条件会实时向工业控制计算机1回复则正确工作信息，同时发送器会按照对应的命令发送FSK信号。控制核心处理模块对发送器输出的FSK信号进行处理，控制核心处理模块对FSK信号处理后，会将判断的数据结果载频频率、低频频率、功出电压、报警输出电压信息通过485接口发送至工业控制计算机1，工业控制计算机1对返回的信息与测试本序列目标数据进行对比判断，若在范围内，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动实现功出1‑5任意条件下，负载在标准负载和空载条件下，在发送器8种载频、18种低频的组合测试，也可选择功出1‑5选择条件下，对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0037] 第八组测试序列，进行模拟6.5Km电缆开路故障下发送器工作状态指标测试。工业控制计算机1通过485通信端口向核心控制单元发送控制命令，将发送器对应的配置端子通过核心控制单元的继电器切换模块接入正确的状态下，将发送器输出接6.5Km电缆模拟负载，地址设为单元0，槽号0。然后通过CAN通信接口向发送器发送通信命令，当被测设备发送器在接收到CAN通信条件会实时向工业控制计算机1回复则正确工作信息，同时发送器会按照对应的命令发送FSK信号。控制核心处理模块对发送器输出的FSK信号进行处理，控制核心处理模块对FSK信号处理后，会将判断的数据结果载频频率、低频频率、功出电压、报警输出电压信息通过485接口发送至工业控制计算机1，工业控制计算机1对返回的信息与测试本序列目标数据进行对比判断，若在范围内，则测试正常进行下一组测试序列。此序列测试，可自动实现功出1‑5任意条件下，负载在标准负载和空载条件下，在发送器8种载频、18种低频的组合测试，也可选择功出1‑5选择条件下，对发送器8种载频、18种低频进行选择性测试。
[0038] 在完成以上测试后，控制可控电源关闭输出。所有测试结果填入数据库，并将测试数据上传至控制中心，数据自动生成测试记录表，并存储。
[0039] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员对上述实施例进行改动、修改、替换和变型均属于本发明的范围内。
